2027届高考物理一轮复习专题模拟试卷（三）曲线运动与万有引力

**基本信息** 2027届高考物理一轮复习专题模拟卷（曲线运动与万有引力），以真实情境（投壶游戏、超级地球）和综合问题（轻杆连接体、挖球引力计算）为载体，覆盖曲线运动与万有引力核心知识，梯度设计兼顾基础巩固与科学思维提升。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |单选题|7题|匀速圆周运动性质、关联速度、平抛运动规律、天体运动比较|结合生活情境（投壶），考查运动与相互作用观念| |多选题|3题|运动合成、平抛与斜面综合、行星视角问题|注重科学推理，如行星最大视角的几何关系分析| |实验题|2题|向心力影响因素、平抛运动轨迹|突出科学探究，如平抛轨迹坐标计算| |解答题|3题|自由落体与斜抛综合、月球第一宇宙速度与密度、机械能守恒与平抛综合|强调模型建构与综合应用，如半圆弧轨道与平抛结合问题|

2027届高考物理一轮复习 专题模拟试卷（三）曲线运动与万有引力 一、单选题 1．关于圆周运动，下列说法正确的是（     ） A．匀速圆周运动是线速度不变的运动 B．匀速圆周运动是匀变速曲线运动 C．做圆周运动的物体所受合力一定指向圆心 D．做匀速圆周运动的物体所受合力减小将做离心运动 2．如图所示，甲、乙两光滑小球（均可视为质点）用铰链与刚性轻直杆连接，乙球处于光滑水平地面上，甲球套在光滑的竖直杆上，初始时轻杆竖直，杆长为5 m。无初速度释放，使得乙球沿水平地面向右滑动，当乙球距离起点时，下列说法正确的是（     ） A．甲、乙两球的速度大小之比为3∶5 B．甲、乙两球的速度大小之比为4∶3 C．甲球即将落地时，乙球的速度为零 D．甲球落至地面过程中，乙球速度一直增大 3．甲、乙2位同学进行投壶游戏，为简化问题，将箭矢视为质点，甲、乙两人在离壶口同一水平位置处，从不同高度沿水平方向各射出一支箭，如图若箭尖插入壶口时与水平面的夹角分别为53°和37°。忽略空气阻力、箭长、壶口大小等因素的影响（，），下列说法正确的是（    ） A．甲的箭从射出到落入壶口的过程中速度变化较乙的箭更快 B．甲的箭飞行时间较乙的箭更短 C．甲、乙两人投射箭的位置到壶口的高度之比为16：9 D．甲、乙两人的箭落入壶口时，速度大小之比为4：3 4．如图所示，为地球赤道上的物体，为沿地球表面附近做匀速圆周运动的人造卫星，为地球同步卫星。关于a、b、c做匀速圆周运动的说法中正确的是（     ） A．a、b、c都仅由万有引力提供向心力 B．角速度关系为 C．线速度的大小关系为 D．向心加速度的大小关系为 5．摩擦传动是传动装置中的一个重要模型，如图所示的两个水平放置的轮盘靠摩擦力传动，其中、分别为两轮盘的轴心，已知两个轮盘的半径比，且在正常工作时两轮盘不打滑。今在两轮盘上分别放置两个同种材料制成的滑块、，两滑块与轮盘间的动摩擦因数相同，两滑块距离轴心、的间距。若轮盘乙由静止开始缓慢地转动起来，且转速逐渐增加，则（     ） ①滑块和在与轮盘相对静止时，角速度之比为 ②滑块和在与轮盘相对静止时，向心加速度的比值为 ③转速增加后滑块先发生滑动 ④转速增加后滑块先发生滑动 A．①②③ B．①②④ C．②④ D．①④ 6．如图甲所示，质量分布均匀的球体，球心为O、半径为R，视为质点的物体放在距球心O为3R的A点，物体受球体的引力大小为F。现在球体的中心挖走一半径为的小球，如图乙所示，则剩余的空心球体对物体的引力大小为（    ） A． B． C． D． 7．中国天眼发现距地球17光年的地方有一颗“超级地球”，据科学家测算，这颗星球具有和地球一样的自转特征。如图所示，假设该星球绕AB轴自转，CD所在的“赤道”平面将星球分为南、北半球，OE连线与“赤道”平面的夹角为60°。经测定，A位置的重力加速度为g，D位置的重力加速度为，则E位置的向心加速度为（　　） A． B． C． D． 二、多选题 8．如图所示，质量为的物体P置于倾角为的固定光滑斜面上，轻质细绳跨过光滑定滑轮分别连接着P与小车，P与滑轮间的细绳平行于斜面，小车以速率水平向右做匀速直线运动，重力加速度大小为，当小车与滑轮间的细绳和水平方向的夹角为时。则下列说法中正确的是（　　） A．绳的拉力大于 B．绳的拉力等于 C．P的速率为 D．P的速率为 9．如图所示，一宽阔的斜面体，倾角，高为h，上表面ADBC为光滑正方形。现有一小球甲在斜面顶端A处沿斜面以水平速度射出，从斜面B处离开。另有一小球乙从A点以水平速度射出（图中未画出），从空中恰好击中B处，途中未与斜面接触。不计空气阻力，下列说法正确的是（     ） A．甲、乙两小球初速度大小之比 B．甲、乙两小球初速度大小之比 C．两小球初速度之间的夹角的正弦值为 D．两小球初速度之间的夹角的正弦值为 10．如图，地球和某行星在同一轨道平面内同向绕太阳做匀速圆周运动，地球的运转周期为T。地球和太阳的连线与地球和行星的连线所夹的角叫地球对该行星的观察视角（简称视角）。已知该行星的最大视角为θ，当行星处于最大视角处时，是地球上天文爱好者观察该行星的最佳时期。则下列说法正确的是（    ） A．该行星的轨道半径与地球轨道半径之比为cosθ B．该行星的周期为 C．从一次最佳观察到下一次相距最近的时间间隔可能为 D．从一次最佳观察到下一次相距最远的时间间隔可能为 三、实验题 11．如图甲所示为向心力演示仪，可探究小球做圆周运动所需向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径r之间的关系。长槽的A、B处和短槽的C处分别到各自转轴中心距离之比为。变速塔轮自上而下有三种组合方式，左右每层半径之比由上至下分别为、和，如图乙所示。 (1)本实验采用的科学方法是________； A．理想实验法 B．等效替代法 C．控制变量法 D．建立物理模型法 (2)在某次实验中，将两个质量相等的钢球放在B、C位置，探究向心力的大小与半径的关系，则需要将传动皮带调至第________层塔轮。（选填“一”、“二”或“三”） (3)在另一次实验中，将质量之比为的两个钢球放在A、C位置，传动皮带位于第二层，转动手柄，则当塔轮匀速转动时，左右两标尺露出的格子数之比约为________（填选项前的字母） A． B． C． D． 12．在“探究平抛运动的特点”实验中，某学习小组用如图甲所示装置研究平抛运动。将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直的硬板上。钢球沿斜槽轨道滑下后从点飞出，落在水平挡板上。由于挡板靠近硬板一侧较低，钢球落在挡板上时，钢球侧面会在白纸上挤压出一个痕迹点。移动挡板，重新释放钢球，如此重复，白纸上将留下一系列痕迹点。 (1)下列实验条件必须满足的有_____；（多选，填写正确答案标号） A．斜槽轨道光滑 B．斜槽轨道末段水平 C．每次从斜槽上相同位置无初速度释放钢球 D．图中挡板每次必须等间距下移 (2)如图乙所示，在描出的轨迹上取三点，和的水平间距相等且均为，竖直间距分别是和，若点是抛出点，，取，则钢球平抛的初速度大小为_____（结果保留2位有效数字） (3)如图乙所示，若点不是抛出点，以点为坐标原点，沿水平和竖直方向建立平面直角坐标系，在描出的轨迹上取三点，和的水平间距相等且均为，竖直间距和，取。则抛出点的坐标为_____（已知轴、轴坐标单位均为）。 四、解答题 13．雨滴从距离地面高的楼顶由静止自由下落，打在某层楼窗檐上时速度大小为4m/s，忽略空气阻力，。求： (1)雨滴从静止下落到打在窗檐上过程的位移x及所用时间t； (2)若雨滴打在窗檐上被反弹后做斜抛运动，反弹前后速度大小不变，反弹后速度方向与水平面夹角为斜向上，求雨滴落在地面上的位置到反弹处的水平距离。 14．中国神话故事“嫦娥奔月”源自古人对星辰的崇拜。假设你经过刻苦学习与训练，作为航天员登陆月球后，在半径为R的月球表面上以大小为的初速度竖直上抛一小球（视为质点），经时间t小球落回抛出点。球的体积公式为，其中r为球的半径，不计月球的自转，引力常量为G．求： (1)月球的第一宇宙速度v (2)月球的质量M及其平均密度 15．如图所示，在竖直平面内，光滑斜面下端与水平面BC平滑连接于B点，水平面BC与光滑半圆弧轨道CDE相切于C点，E点在圆心O点正上方，D点与圆心等高。一质量为m=0.1kg的物块（可看作质点）从斜面上A点由静止释放，物块通过半圆弧轨道E点且水平飞出，最后落到水平面BC上的F（图中未标出）点处。已知斜面上A点距离水平面BC的高度h=2.0m，圆弧轨道半径R=0.4m，B、C两点距离，F、C两点距离。求： (1)物块通过E点时的速度大小； (2)物块在C点对轨道的压力； (3)物块与水平面BC间的动摩擦因数。 参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 D C C C A A A AD BD BCD 11．(1)C (2)一 (3)A 12．(1)BC (2)2.0 (3) 13．(1) ， (2) 【详解】（1）根据自由落体运动规律有 题意知雨滴打在某层楼窗檐上时速度大小为4m/s，则雨滴从静止下落到打在窗檐上所用时间 该过程雨滴位移 （2）雨滴反弹后瞬间竖直方向速度大小 规定竖直向上为正方向，则竖直方向有 则水平方向位移 联立解得 14．(1) (2)， 【详解】（1）取竖直向上为正方向，月球表面附近的重力加速度大小为。由匀变速直线运动的速度公式，小球落回抛出点时 整理得 设近月卫星的质量为，其在月球表面附近做匀速圆周运动，由重力提供向心力有 代入前述的并整理得 （2）设月球表面质量为的物体，其所受万有引力等于重力，有 代入前述求得的并整理得 由题给，月球的体积为。由平均密度的定义有，代入月球的质量和体积并整理得 15．(1)4m/s (2)9N，方向竖直向下 (3)0.2 【详解】（1）物块从E点水平飞出后做平抛运动 竖直方向，下落高度为，根据自由落体运动位移时间关系 水平方向，匀速直线运动 解得 （2）从C到E，半圆弧轨道光滑，根据机械能守恒 在C点，根据牛顿第二定律 根据牛顿第三定律，物块对轨道的压力大小 解得，方向竖直向下。 （3）从A到C过程，斜面光滑，只有BC段摩擦力做功，根据动能定理 解得 学科网（北京）股份有限公司 $